Transcript 电机系统节能标准
电机系统节能标准及节能检测 中国标准化研究院 赵跃进 一、中国标准化研究院资环分院机构简介 二、电机系统（风机、泵、空压机） 电机系统 控制装置 电动机 传动 控制装置 电动机 传动 控制装置 电动机 传动 机组 电机系统 泵 风机 空压机 管网 管网 管网 工 作 场 所 二、电机系统（风机、泵、空压机） 影响电机系统运行效率的因素： 电力供应：电压稳定性、三相平衡度、谐波含量、功率因数等； 能源统计：计量器具、统计范围、统计方法、计算方法等； 生产管理：生产调度、生产质量、生产负荷等； 系统装备：控制技术、设备能耗、设备产能、设备状况等。 以上因素可归纳为两类： 管理问题 采取管理手段解决 技术问题 采取技术手段解决 三、电机系统节能标准体系 电机系统节能标准体系 节 能 优 化 设 计 标 准 设 备 能 效 标 准 节 能 设 备 应 用 技 术 条 件 设 备 经 济 运 行 标 准 节 能 监 测 方 法 标 准 能 量 平 衡 测 试 与 计 算 标 准 电机系统节能标准是节能改造的依据 节 能 、 效 率 评 价 方 法 标 准 节 能 量 测 量 和 验 证 标 准 三、电机系统节能标准体系 泵系统电平衡综合测试诊断过程图 优 化 设 计 指 南 设 备 能 效 标 准 四、电机系统节能优化设计标准 1.标准基本信息 标准编号与名称： GB/T 26921-2011 电机系统（风机、泵、空气压缩机）优化设计指南 发布日期： 2011-09-27 实施日期： 2012-03-01 2.标准适用范围 本标准规定了电机系统的基本要求，电动机选型，电动机调速方式和调 速装置的选择，风机系统、泵系统、空气压缩机系统的优化设计和评价。 本标准适用于新建电机系统节能优化设计和评价，在用电机系统节能改 造设计和评价。 四、电机系统节能优化设计标准 电机系统的基本要求 4.1 1 Click to add Title 对供电电源质量的要求 4.2 2 Click to add Title 对电动机及变频器效率的要求 4.3 1 Click to add Title 对电机系统功率因素的要求 4.4 2 Click to add Title 对电机系统谐波限制的要求 1 4.5 对电机系统计量器具配备的要求 Click to add Title 四、电机系统节能优化设计标准 电动机的选用 5.1 电动机选用的基本原则 5.2 不调速运行电动机的选用 5.3 调速运行电动机的选用 China National Institute of Standardization 四、电机系统节能优化设计标准 调速方式和装置的选择 6.1 电动机调速的基本要求 6.2 调速方式及控制方法的选择 6.3 调速装置的选择 China National Institute of Standardization 四、电机系统节能优化设计标准 风机系统优化设计 7.1 1 基本要求 7.2 管网设计 7.3 风机选型 7.4 风机与电机匹配 7.5 1 风机系统优化设计评价 China National Institute of Standardization 四、电机系统节能优化设计标准 泵系统优化设计 基本要求 泵机组运行方式及泵设计流量 泵系统管道布置与管网设计 泵选型 泵机组电动机的功率匹配及运行 泵系统优化设计的评价 China National Institute of Standardization 四、电机系统节能优化设计标准 空 气 压 缩 机 系 统 优 化 设 计 9.1 基本要求 9.2 压缩空气系统设计流量的确定 39.3 空气压缩机选型 9.4 4 压缩空气后处理装置 9.5 储气罐 9.6 压缩空气站布置 9.7 压缩空气管道 9.8 其他问题 9.9 空气压缩机系统优化设计的评价 China National Institute of Standardization 四、电机系统节能优化设计标准 附录 A 电动机主要类型与特性 B 电动机的调速方式 资 料 性 附 录 C 电机系统设计的技术经济比较 D 风机的类型与特性 E 泵的主要类型与特性 F 空压机的特性及相关设备 五、电机系统设备能效标准 我国电机系统设备能效标准 1. GB 18613-2012 中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级 2. GB 19153-2009 容积式空气压缩机能效限定值及能效等级 3. GB 19761-2009 通风机能效限定值及能效等级 4. GB/T19762-2007 清水离心泵能效限定值及节能评价值 5. GB 21518—2008 交流接触器能效限定值及能效等级 6. GB 25958—2010 小功率电动机能效限定值及能效等级 7. GB 28381—2012 离心鼓风机能效限定值及节能评价值 8. 高压三相笼型异步电动机能效限定值及能效等级 （报批稿） 9. 稀土永磁电动机能效限定值及能效等级（报批稿） 10. 石油化工离心泵能效限定值及能效等级 （征求意见稿） 五、电机系统设备能效标准 我国电动机能效标准概况 能效标准内容的性质： 1. 能效等级 强制或推荐性，配合用能产品能效标识管理制度； 2. 能效限定值 强制性，配合高耗能产品淘汰制度； 3. 目标能效限定值 4. 节能评价值 强制性或推荐性，若干年之后实施的淘汰制度； 推荐性，配合节能产品认证、惠民工程等鼓励政策； 六、电机系统节能设备应用标准 1.标准基本信息 标准编号与名称： GB/T 21056 -2007 风机、泵负载变频调速节电传动系统及其应用技术规范 发布日期： 2007-08-13 实施日期： 2008-02-01 2.标准适用范围 本标准规定了风机、泵类负载变频调速节电传动系统的应用条件、技术 要求、试验方法及判别与评价。 本标准适用于660V及以下电压，50Hz三相交流电源供电，电动机额定 功率315kW及以下的风机、泵类负载变频调速节电传动系统 六、电机系统节能设备应用标准 技术要求 应用条件 1.风机、泵类的运行工况点偏离高效区。 2. 压力、流量变化幅度较大，运行时间长 的系统。 a） 流量变化幅度≥30%、变化工况时间率 ≥40%、年总运行时间≥3000h； b） 流量变化幅度≥20%、变化工况时间率 ≥30%、年总运行时间≥4000h； c） 流量变化幅度≥10%、变化工况时间率 ≥30%、年总运行时间≥5000h。 流量在额定流量的90%以上变化时，风 机、泵类负载不宜用变频调速装置。 适用于使用挡风板、阀门截流以及旁 路分流等方法调节流量的系统。 1. 技术性能 4. 可靠性 1.1 输出额定容量 5. 安全 1.2 输出电压不对 称度 5.1 接地连续性 1.3 调节范围内的 输出能力 5.3 抗电强度 1.4 过载能力 6. 电磁兼容 1.5 设定功能 7. 年平均节电率 1.6 保护功能 1.7 监控功能 • 电源适应性 • 环境适应性 5.2 接触电流 七、电机系统经济运行标准 我国电机系统经济运行标准体系 1. GB/T 12497-2006 三相异步电动机经济运行 2. GB/T 13466-2006 交流电气传动风机（泵类、空气压缩机）系统经 济运行通则 3. GB/T 13470-2008 通风机系统经济运行 4. GB/T 13469-2008离心泵、混流泵、轴流泵与旋涡泵系统经济运行 5. GB/T 27883—2011容积式空气压缩机系统经济运行 七、电机系统经济运行标准 经济运行标准的定义 经济运行标准是在满足工艺要求、安全生 产、环保和可靠运行的前提下，通过科学管 理，调节工况或技术改进等措施，为达到节 约能源、提高经济效益所规定的标准。 七、电机系统经济运行标准 电动机经济运行 1) 标准的基本情况 标准名称：GB/T 12497-2006《三相异步电动机经济运行》。 标准发布与实施时间：2006.7.18发布，2006.12.1实施 标准内容：三相异步电动机经济运行的原则与技术要求，判定经济运行的指 标及计算方法等 。 适用范围：在役的中小型三相异步电动机。电动机拖动系统设计与机电一体 化产品配套选择电动机时，也可参照使用 。 七、电机系统经济运行标准 电动机经济运行的原则与技术条件 电动机选择 电动机安装 电动机经济运行管理 电动机检修 七、电机系统经济运行标准 加权平均综合效率和综合经济负载率的计算 n 加权平均综合效率 c i 1 ci ti n t i 1 100% i ci ―电动机在负载i下的综合效率，％ ti ―电动机在负载i下的运行时间，h n ―电动机负载的变化次数。 七、电机系统经济运行标准 综合经济负载率 CM P0 K Q Q0 PN P0 K Q (QN Q0 ) P0——电动机的空载有功损耗，kW； PN——电动机额定负载时的有功损耗，kW； Q0——电动机的空载无功功率，kVar； QN——电动机额定负载时的无功功率，kvar KQ——无功经济当量，kW/kvar。 100% 七、电机系统经济运行标准 其他要求 电动机更换与改造 电动机运行状态测试 重点电动机预案 计算公式（附录A） 八、电机系统节能检测与计算方法标准 我国电机系统节能检测与计算标准体系 1. GB/T 13467 通风机系统电能平衡测试与计算方法 2. GB/T 13468 泵类系统电能平衡的测试与计算方法 3. GB/T 15913 风机机组与管网系统节能监测 4. GB/T 16665 空气压缩机及供气系统节能监测 5. GB/T 16666 泵类液体输送系统节能监测 八、电机系统节能检测与计算方法标准 泵类液体输送系统节能监测 1) 标准的基本情况 标准名称：GB/T 16666-2012《泵类液体输送系统节能监测》。 标准发布与实施时间：2012.12.31发布，2013.10.01实施 标准内容：规定了泵类液体输送系统能源利用状况的监测内容、监测方法和 判定规则。 适用范围：5kW及以上电动机拖动的泵类液体输送系统。 八、电机系统节能检测与计算方法标准 节能检测检查 包括对设备、仪表、工况、泵轴密封、管道、技术档案等7项检查项目。 节能监测测试 1. 节能监测测试项目 泵类液体输送系统节能监测应包括以下项目： —— 泵运行效率； —— 电动机运行效率； —— 吨•百米耗电量。 2. 节能监测周期 3. 节能监测要求（包括：对工况、仪表、采集时间、测点数量、性能曲 线等的要求） 八、电机系统节能检测与计算方法标准 节能监测测试与计算方法 1. 水力学法 1.1 适用于具备流量和轴功率精确测试条件的场合 1.2 测试与计算步骤 1.3 流量的测试 1.4 电机输入功率的测试 1.5 电机运行效率的确定 1.6 泵运行效率测试与计算 式中： b —— 泵运行效率； ρ ——液体的密度； g ——重力加速度; Q ——泵的流量: H ——泵扬程; N2——泵轴功率 ρ×g×Q× H ηb = ×100% 3.6×106 × N 2 八、电机系统节能检测与计算方法标准 2. 热力学方法 2.1 适用于流量无法测试或精度不易控制，且泵扬程≥20米的液体输送系统。 2.2 测试与计算步骤 2.3 泵运行效率测试计算 v'22 v1'2 10 p (z1 -z 2 ) ( - ) 2g 2g b 100% '2 '2 C t v v k p (z1 -z 2 ) ( 2 - 1 ) p Em E 2g 2g g -3 液体流出 液体流入 1/3D ~ 1/2D 测翁管道 小于0.5m 小于0.5m 输送液体 D 测翁温度测量 套 八、电机系统节能检测与计算方法标准 液体输送系统总效率的计算 η = ηb × ηd × ηg × ηc 泵运行效率 输送效率 电动机运行效率 吨·百米耗电量的计算 0.27233 e= η 传动效率 八、电机系统节能检测与计算方法标准 节能监测评价指标 判定项目 合格指标 泵运行效率(%) ≥85% × a 电动机运行效率(%) ≥85% × b 吨·百米耗电量(kWh/t·hm) <0.50 × α × β 表注：a——泵额定效率； b——电动机额定效率； ——泵型能耗指标修正系数，见表 2 和表 3； ——电动机能耗指标修正系数，见表5。 九、电机系统能量平衡标准 我国电机系统能量平衡标准 1. GB/T 2587 用能设备能量平衡通则 2. GB/T 3484 企业能量平衡通则 3. GB/T 8222 用电设备电能平衡通则 4. GB/T 13467 通风机系统电能平衡测试与计算方法 5. GB/T 13468 泵类系统电能平衡的测试与计算方法 九、电机系统能量平衡标准 泵类液体输送系统电能平衡 标准的基本情况 标准名称：GB/T 13468 《泵类液体输送系统电能平衡》。 标准发布与实施时间：1992年发布，正在修订，现为送审稿 标准内容：规定了交流电气拖动的泵类液体输送系统能量平衡系统边界、测 试要求、测试与计算方法。 适用范围：泵类液体输送系统，其他泵类输送系统可参考使用。。 九、电机系统能量平衡标准 系统边界的确定 系统边界 机组边界 调速装置 电源 电动机 吸入管网 传动机 构 泵 排送管网 泵系统边界 输送目 的地 九、电机系统能量平衡标准 测试要求 测试和计算方法 泵类液体输送系统的电能利用率的计算 系统电能利用率： 机组电能利用率： WY HY 100% WSR WYB HJ 100% WSR 变负荷运行的泵类液体输送系统，电能测算周期内泵类液体输送系统的 总有效能量 WY PYB k Tk G 九、电机系统能量平衡标准 传动机构的传动效率的测试和计算 表1 传动形式 泵机同轴直 联 连轴器传动 传动效率 100 99-99.5 机械传动机构传动效率值 胶带传动 单位：％ V 型带 普通平带 机械变速装置传 动 96-97 93-97 产品样本提供 调速装置的运行效率的测试和计算 PSCT T 100% PSRT 泵类液体输送系统运行效率 J G 九、电机系统能量平衡标准 泵类液体输送系统功率的测试和计算 1. 水力学方法 2 . 热力学方法 3. 组合测试方法 适用于电动机输出功率和运行效率无法测试或精度不易控制，泵扬程H ≥ 30米的液体输送系统。 PSRB gQ H 3.6 106 B 电动机输出功率和运行效率计算 电动机输出功率 电动机运行效率 PYD D PSRB C PYD 100% PSR T 管理节能案例 低效率的2台运转 氮气制造装置 空气压缩机 贮 槽 氮气制造装置 空气压缩机 氮气使用量 时间 低负 荷 待机 低负 荷 待机 接各负荷 管理节能案例 技术手段 管理手段 氮气使用量 采用变频器技术 制定供气时间表，规定各负荷供气时间段， 通过管理调节负荷。 调配负荷后，采用1台高效空压机的运转 待机 时间 通讯方式：北京海淀区知春路4号 100088 中国标准化研究院 赵跃进 电话：010 58811721 传真：010 58811714 Email: [email protected] 四、电机系统的基本要求 4.1.1 电源电压与额定电压的偏差范围为：-5%～5%。 4.1.2 三相电压系统负序分量不超过正序分量的1%（长期运行）， 或不超过1.5%（不超过几分钟的短时运行），且零序分量不超过正 序分量的1%。 4.1.3 电源频率偏差不超过额定频率的±1%。 4.1.4 供电电压谐波电压因数（HVF）应不超过以下数值： 对单相和三相电动机，包括同步电动机但不包括N设计电动机，供电 电压谐波电压因数应不超过0.02。 N设计电动机供电电压谐波电压因数应不超过0.03。 七、风机系统优化设计 7.5 风机系统优化设计评价 风机平均输出每千吨气体的能耗： ew E 0.36gqV Pt 计算结果值愈小愈好，对于节能系统ew宜小于0.25。